Reporte de Practica Oscilador de Puente Wien

7/21/2019 Reporte de Practica Oscilador de Puente Wien

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INGENIERA ELECTRNICA.

AMPLIFICADORES OPERACIONALES

Oscilador de puente de Wien

PRACTICA 6PROFESOR: GMEZ SNCHEZ FLIX

INTEGRANTES:No. Control.

CONTRERAS CHVEZ ALFONSO EDN. 11560035

RUEDA ZINZUN FRANCISCO AVIER 115601!5

C". # P$%. L&'()% C&)"*+(, M- /%( &+ ( N% -* 2)* "* !014.


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C%+$*+-"%INTRODUCCIN...................................................................................................1MARCO TERICO................................................................................................. 1

1. P)-+ - -%, 2&,- %, "* %, - ("%)*, ,*+%-"( *,.............................................1!. E %, - ("%) *+$* "* 7-*+......................................................................53. C% ()("%) %+ /-,$8)*,-, -+ *),%)9.........................................................6

O: ETIVOS9.......................................................................................................... ;MATERIAL............................................................................................................ ;PROCEDIMIENTO.................................................................................................;CONCLUSIN..................................................................................................... 16


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PRACTICA 6

OSCILADOR PUENTE WIEN.

INTRODUCCIN

Los osciladores son circuitos inestables que sirven como generadores de ondaselctricas. Hay dos grandes clases de osciladores:

Osciladores senoidales, que producen ondas senoidales Osciladores de relajacin, que producen ondas triangulares o rectangulares

Adems, se puede di erenciar entre osciladores basados en ampli icadoresoperacionales y redes !", y los que utili#an circuitos L". $inalmente se vern lososciladores de cristal.

MARCO TERICO

1. Principios bsicos de osciladores senoidales

%n oscilador senoidal tiene tres partes uncionales:

&espla#ador de ase, que establece la recuencia de oscilacin "ircuito de ganancia, que compensa las prdidas de energ'a en el despla#ador

de ase Limitador, que controla la amplitud de la oscilacin

A pesar del nombre de oscilador lineal, se emplea alg(n tipo de no linealidad paraproducir el control de la amplitud de la onda senoidal.


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A M P L I F I C A D O RA

R E D D EF R E C U E N C I A

S E L E C T I V A

X S

X f

X O

!

).). La#o de realimentacin del oscilador

La estructura bsica de un oscilador senoidal consiste en un ampli icador y en unared de recuencia selectiva conectada en un la#o de realimentacin positiva.

)()(1)(

)( s s A

s A s A f

=

*n realidad un oscilador no tiene se+al de entrada, pero aqu' se a incluido paraacilitar el siguiente desarrollo. La ganancia en la#o, L-s , de este circuito la

de inimos como:

)()( s s A LS

La ecuacin caracter'stica ser por tanto:0)(1 = s L

)./. *l criterio de oscilacin

0e de ine como circuito oscilador a aquel que a una recuencia o tiene una

ganancia en la#o A igual a la unidad, de orma que la ganancia conrealimentacin dada por:


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3

tendr un valor in inito, y la salida ser inita para una entrada igual a 1.

2or lo tanto, la condicin para que en el la#o de realimentacin de la igura anterior se produ#can oscilaciones a recuencia 3 o es:

1)()()( = ooo jw jw A jw L

*sto da lugar al criterio de Barkhausen , que dice: A w o la fase de la ganancia enlazo debe ser 0 y la magnitud debe ser la unidad .

La recuencia de oscilacin 3 o viene determinada slo por la caracter'stica de asedel la#o de realimentacin: el la#o oscila a la recuencia a la cual la ase se agaigual a cero.

%na orma alternativa de estudiar circuitos osciladores consiste en e4aminar suspolos, que son las ra'ces de la ecuacin caracter'stica. 2ara que el circuitoprodu#ca oscilaciones a recuencia 3 o, la ecuacin caracter'stica debe tener ra'ces

en s5 j3 o. 2or lo tanto, )6A-s -s debe tener un actor de la orma s / 73 o/ .).8. "ontrol no lineal de la amplitud.

La uncin del mecanismo de control de la ganancia es como sigue:

2rimero, se asegura que las oscilaciones comien#an, y se dise+a el circuito deorma que A sea ligeramente mayor que la unidad, lo cual se corresponde con

dise+ar el circuito de orma que los polos estn en la mitad derec a del planos. 2or lo tanto, al conectarle la uente de tensin, la magnitud de lasoscilaciones comen#ar a aumentar.

)()(1)(

)( s s A

s A s A f

=


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"uando la magnitud a alcan#ado el valor deseado, la red no lineal comien#a auncionar y ace que la ganancia en la#o se redu#ca a e4actamente la unidad.

*sto ace que el circuito mantenga oscilaciones a la recuencia deseada.

0i por alguna ra#n la ganancia en la#o se reduce por debajo de la unidad, la

amplitud de la onda senoidal disminuir. *ste ec o ser detectado por la redno lineal, que ar que la ganancia en la#o aumente a e4actamente la unidad.

/.9. "ircuito limitador de amplitud

*ste circuito limita la amplitud de las ondas senoidales a los valores representadospor las siguientes e4presiones y e4presados en la siguiente gr ica:

R 1

R f

R 2

R 3

R 4

R 5D 2

D 1

V +

V -

V i nV ! "


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5

( )1

3

1

4

##

##

R

R Rm

R

R Rm

f

f

=+

=

++=+

+=

5

4

5

4

2

3

2

3

1

1

R R

V R R

V L

R R

V R R

V L

D

D

V ! "

V i n

L +

L -

$

$ +

$ -

2. El oscilador puente de Wien


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2ara este tipo de circuito, la recuencia de oscilacin viene dada por:

RC o1

=

ientras que la condicin para que a estas recuencias se mantengan lasoscilaciones es:

212

R R

. !omparador con "ist#resis in$ersor%

*l circuito de este comparador y su uncionamiento se describen a continuacin.$uncionamiento: "omo sabemos, un comparador coteja las tensiones que

ingresan en las entradas inversora -6 y no inversora -7 del ampli icador operacional.La tensin que ingresa en la entrada inversora del O2A 2 es la se+al de entradavi-t . La tensin que ingresa en la entrada no inversora del O2A 2 es la tensinen el punto 2, o sea en la resistencia !/. *sta tensin resulta de la realimentacinde la tensin de salida ;o a la entrada del ampli icador, la cual se aten(amediante un divisor de tensin ormado por !) y !/. La tensin en el punto 2est dada por:

*n la e4presin anterior, ;sat es la tensin de salida del O2A 2 cuando este estsaturado.


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=

La di erencia entre los puntos de conmutacin es lo que se denomina @Bensin deHistresis ; H .

La realimentacin positiva ocasiona la istresis. 0i no ubiese realimentacin,?51 -lo que ocurre cuando !/51 !)CD la istresis desaparecer ya que lospuntos de conmutacin ser'an ambos similares e iguales a cero, quedando elcircuito como un circuito comparador detector de cruce por cero inversor.

2ara evitar que la tensin de ruido ocasione alsos disparos debe cumplirse que:

*n esta con iguracin, si se elige correctamente el valor de la tensin deistresis, se evita conmutaciones m(ltiples a la salida del comparador de tensin.

La desventaja de este circuito es que se produce el despla#amiento del punto decomparacin, lo que puede solucionarse seleccionando adecuadamente el valor del punto de conmutacin.


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;

OBJETIVOS:

"omprobacin del uncionamiento del oscilador de onda senoidal.ontaje y anlisis de un generador de se+ales elemental.

MATERIAL

/ diodos )EF)9 o equivalente ) potencimetro de ) G) resistor de ) G ) potencimetro 9.I G9 resistores de )1 G ) potencimetro de )1 G) resistor de 9I G ) capacitor de /./ n$ -no electrol'tico) resistor de )11 G / capacitores de 1.1) J$ -no electrol'tico) resistor de 9I1 G 8 O2A 2s L I9) o equivalente) resistor de )

PROCEDIMIENTO

*l circuito de la igura -a proporciona una se+al de salida senoidal. 0i aplicamos esta se+al a un circuito disparador 0c mitt obtendremos un

generador de las se+ales bsicas -senoidal y cuadrada .


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>

Aplicando la onda cuadrada, proporcionada por el disparador 0c mitt, al

integrador se obtendr una onda triangular en la salida. &e ese modo, es posible construir un generador elemental de se+ales

-senoidal, cuadrada y triangular

). ontar y conectar el circuito de la igura.

/. Ajustar ! ) en su valor m4imo -)1 G .

8. Ajustar ! 8 para conseguir la m4ima se+al de salida en 0 ) -sin que presentedistorsin . *n caso de producir inter erencias acer uso de capacitores de1.) J$ en las terminales de cada una de las uentes de polari#acin de cddel opamp y tierra.


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10

9. edir la recuencia de la se+al de salida en 0 ) comparndola con el valor terico calculado. "omprobar cul es la recuencia de 0 / .

f =1

2 Rc

f = 1

2 (10 3 )(.01 6 F )= 1.59 kHz.


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>. Ajustar la salida de 0 8 variando su tensin -"" por medio delpotencimetro de ) G colocado en la entrada no inversora del opamp -8 ,de manera que sea simtrica respecto al eje adoptado para las salidas 0 ) y0 / .

K. edir los valores de pico de la tensin de las se+ales de salida en 0 ) y 0 / ."omparar los resultados.

0)5I.K;p 0/5)).9;p

I. ;ariar lentamente el potencimetro ! ) y observar que sucede con la se+alde salida en 0 ) . usti icar las observaciones.


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1!

M. 2rovocar los e ectos indicados y llenar la tabla que se muestra.

!omponente A$er&a

obser$ada

Efecto obser$ado en la salida ' 1

! ) Abierto $igura ).! / "ortocircuitad

o$igura /.

! 8 "ortocircuitado

$igura 8.

! 8 Abierto $igura 9.


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$igura ).

$igura /.

$igura 8.


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$igura 9.

(.) *+e ,u# manera es posible $ariar la frecuencia de operaci-n del circuito

/ustificar la respuesta.

ediante la variacin de los capacitores que se encuentran en serie y paralelo de !) y !/

10.) *Para ,u# sir$en los diodos + 1 y + 2

E -) -$% %+,$) -"% *, ? ,*+,-2 * ( ( %) "* %, % %+*+$*, ? ( ($* *)($ )(. I (@-+* %, * ( @(+(+ -( *+ ('% *))("% *, + % %, *)-%) ( ( +-"("9 ("( *' ( ( -) ( *+$(+"% &, ( ,*B( "*,( -"( V% ? ( (2()& ,($ )(+"% ( ( - ("%). A, ( ,*B( "* ,( -"("* ()& "* ,*) +( ,-+ ,%-"* ()( %+ *)$-),* *+ +( ,*B( (")("(.

P()( )*,% *) *,$* )%2 * ( "*2* %, "-,*B() +( *$( ( ( - ("%)(%+ - -$( - + "* @(+(+ -( "* %"% * ( ,$* %, , ( %) /(,$(

( (+'() ( ,( -"( "*,*("(.


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*n el dise+o de la igura, *l potencimetro ! 9 permite ajustar la ganancia para quela oscilacin comience. !ecuerde que, si la ganancia en la#o cerrado es in erior a

la unidad, la oscilacin no es capa# de mantenerse aunque aya comen#ado en

un momento por un pico de ruido. "uando empie#an a crecer las oscilaciones, los

diodos & ) y & / comien#an a conducir -uno en cada semiciclo de la oscilacin . 0e

alcan#ar el equilibrio cuando la ganancia del circuito realimentado sea

e4actamente igual a ).

11.) * u# suceder&a en caso de ,ue se pusieran en corto el diodo + 1 o + 2

!omprobarlo en la prctica.

"uando empie#an las oscilaciones, los diodos &) y &/ comien#an a conducir -uno

en cada semiciclo de la oscilacin . 0e alcan#ar el equilibrio cuando la ganancia

del circuito realimentado sea e4actamente igual a ). *ntonces si uno de los diodos

se encuentra en cortocircuito ya no ay conduccin en uno de los semiciclos por lo

tanto ya no cumple con la uncin de limitador y tiende a saturarse.


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0e+al de salida al

cortocircuitar uno de los dos diodos

12.) E3plicar el funcionamiento de la figura a %

*n el puente de 3ien los resistores !) y !/ y los capacitores ") y "/ con orman los

elementos de ajuste de recuencia, mientras que los resistores !8 y !9 orman parte de la

trayectoria de retroalimentacin.

Los diodos &) y &/ llevan a cabo el control automtico de ganancia -"AN , si la tensin

de salida aumenta la resistencia "A -rca del diodo que este conduciendo disminuye por incrementarse la corriente instantnea - & que circula por l y el actor de retro negativa

aumenta.

CONCLUSIN

*n esta prctica comprend' la uncin que desempe+a cada elemento deloscilador puente Pien, ya que si requiero variar la recuencia o ganancia de dic ocircuito s que elementos debo modi icar.

E *+$* "* 7-*+ +% $-*+* *+$)("( "* ,*B( * /(@( * % -*+ * (%, - ( - +.P%) % $(+$% * -+- -% "* ( %, - ( - + *,$& *+ * ) -"% ( 2-*+$*.

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